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對我國農村接入網發(fā)展途徑的研究
對我國農村接入網發(fā)展途徑的研究
一、國外接入網狀況
目前，世界各國電信公司普遍把發(fā)展接入網作為主要的經營策略之一，傾注了很大的力量。設備制造商也積極適應這方面的需要，開發(fā)了各種各樣的接入網設備產品。
接入網概念的出現(xiàn)，使電信運營者能夠綜合考慮用戶環(huán)路的設備配置問題，既著眼于現(xiàn)在的需求又放眼于網絡未來的發(fā)展。但由于發(fā)展的不平衡，服務水平都存在巨大差異。在現(xiàn)階段接入網發(fā)展建設過程中，普遍面臨著兩個方面的主要問題：一個是在電信欠發(fā)達地區(qū)缺乏配套的用戶線問題，另一個是電信發(fā)達地區(qū)用戶環(huán)路的數字化與寬帶化問題。在發(fā)展中國家，城市和鄉(xiāng)村普遍存在著因沒有用戶線而造成的大量待裝用戶無法及時裝機。
許多國家的電信運營公司認為，采用無線用戶環(huán)路解決電話網的機線矛盾是見效最快的方法，尤其在偏遠的農村和山區(qū)，效果更明顯。因為目前的農村電話用戶基本是固定用戶，不存在不同無線技術之間的互通問題，也基本不考慮漫游問題，所以原則上可以不對采用的技術加以限制。
另外，SDH/SONET已大規(guī)模推廣，ATM也已經從實驗室走向公用網，開始商用。因此用戶環(huán)路也需要相應寬帶化以支持各種寬帶業(yè)務。現(xiàn)在，電信運營公司已經認識到用戶環(huán)路寬帶化刻不容緩，紛紛提出改造或重建用戶網絡的計劃。
用戶環(huán)路寬帶化的方案有很多，如FTTB、FTTC、FTTH、HFC、HDSL、ADSL、WLL等等，并且有可能不斷推出更新的接入技術。
對于新的各種接入技術，F(xiàn)TTB、FTTC、FTTZ將在近期內占有較大市場；國外電信界普遍認為FTTH是未來的發(fā)展方向；HFC是目前較看好的提供CATV等寬帶業(yè)務的方法；HDSL在利用現(xiàn)有用戶線對提供基群速率業(yè)務方面技術相對比較成熟；WLL還限于提供基本電話業(yè)務，與有線技術相比很具競爭力。但無論采用什么技術，運營公司最關心的是每線成本及商用的時間。
無線用戶環(huán)路（WLL）目前主要用于提供基本電信業(yè)務，所采用的主要技術是以數字/模擬蜂窩為基礎的技術、數字微波技術和毫米波（28GHz）技術、一點多址技術。
目前，無線用戶環(huán)路在發(fā)展中國家應用較多，想以此加快提高和發(fā)展電信業(yè)務。一些發(fā)達國家新的運營公司也用WLL作為競爭手段，在日本，已把發(fā)展無線接入技術作為今后通信發(fā)展的主要技術政策之一。日本NTT公司將從1998年開始在人口密度低的農村地區(qū)，采用光纖接入和固定無線接入方式或有線無線混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定無線接入技術，并把這種技術推向國外。一些國家在局部高密度用戶區(qū)域也開始應用無線接入技術（PHS等）以擴大業(yè)務。
二、我國接入發(fā)展狀況
自“八五”、“九五”規(guī)劃期以來，我國電信網建設獲得了巨大成績，綜合通信能力明顯增強，通信網正向全數字化、綜合化方向發(fā)展。電話網網絡規(guī)模已躍居世界第二位（交換機總容量達1.1億門）。全國縣城以上城市全部開通了程控電話交換機，程控化比重達到99.7%，長途話路中數字電路占99.2%以上，據ITU統(tǒng)計，1995年美國電信網數字化率達73%。應當說我國通信網路裝備水平實現(xiàn)了歷史性跨越。但從網絡整體看，我國處于網絡末端的用戶線路短缺問題在一些地區(qū)和農村地區(qū)十分突出，傳統(tǒng)的模擬銅纜為主要的用戶線傳輸手段，在一定程度上限制和制約著通信新業(yè)務的發(fā)展，成為建設現(xiàn)代化電信網的瓶頸。隨著經濟發(fā)展，高速數據、高質量視頻業(yè)務等寬帶業(yè)務的需求日趨迫切，作為交換局與用戶終端間的連接紐帶，用戶接入網的數字化寬帶化也被提到重要日程。我國農村通信市場迅速啟動，將成為電信業(yè)務發(fā)展新的增長點。因此，農村用戶接入網的建設也十分迫切。農村用戶接入網建設受農村用戶分散、地形條件復雜，山區(qū)、水網、用戶線路超長，再加上農村經濟條件差，這些特點，使得農村地區(qū)的用戶接入網建設難度比城市用戶接入網建設的難度更大。
目前，接入網的許多技術仍不夠成熟，或成本太高，離大規(guī)模商用化還有一定距離。我國有關接入網的體制、標準正在抓緊制定中，相關的接入網試驗也在幾種交接上進行實用化試驗工作。因此，在確定各地區(qū)接入網發(fā)展途徑和建設中，一定要根據城市和農村地區(qū)具體情況，根據不同特點和條件，堅持實事求是，因地制宜地發(fā)展接入網。
三、接入網的定義和定界
國際電信聯(lián)盟ITU-T已通過關于用戶接入網定義、定界和功能的G·902建議，以及接入網的接口建議G·904、G965，我國已制訂了接入網的相關標準。
接入網（AN）是由業(yè)務節(jié)點接口（SNI）和相關用戶網絡接口（UNI）之間的一系列傳送實體所組成的，為傳送電信業(yè)務提供所需傳送承載能力的實施系統(tǒng)，可經由Q3接口進行配置和管理，傳送實體提供必要的傳送承載能力，對用戶信令是透明的，不作處理。換言之，接入網是由網絡側V或Z參考點與用戶測T或Z參考點之間的所有機線設備所構成。
接入網所覆蓋的范圍由三個接口定界，即網絡側經由SNI與業(yè)務節(jié)點（SN）相連，用戶側經由UNI與用戶相連，管理方面則經Q3接口與電信管理網（TMN）相連。其中SN是提供業(yè)務的實體，是一種可以接入各種交換型和/或永久連接型電信業(yè)務的網元，而SNI即是AN與SN之間的接口。可提供規(guī)定業(yè)務的SN有本地交換機、租用線業(yè)務節(jié)點或特定配置情況下的點播電視和廣播電視業(yè)務節(jié)點等。
四、接入網的功能、位置及標準化接口
根據接入網的定義，接入網為本地交換機與用戶端設備之間的實施系統(tǒng)，它可以部分或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用戶本地線路網，可含復用、交叉連接和傳輸功能。接入網可支持包括窄帶和寬帶多種業(yè)務的綜合接入。
為了支持不同的業(yè)務，接入網需要有不同的接口。交換側和用戶側的接口根據具體的應用情況配置，兩側的接口可以是不對稱的。目前ITU-T規(guī)范接口版本交換側采用的為V5.1和V5.2接口，將來接口類型還要向前發(fā)展，例如寬帶V接口，如VB5.1，VB5.2，SDH接口和租用線接口等。
V5接口的誕生對接入網的發(fā)展起到了極大推動作用。
直到不久前，音頻（VF）接口仍是電話用戶與本地交換機之間的唯一接口。超過銅線用戶電纜的覆蓋范圍時，只有采用遠端模塊或音頻轉接的用戶環(huán)路載波設備（SLC）來實現(xiàn)接入。這兩種技術目前都存在嚴重的缺陷。SLC設備在交換機側需要進行一次A/D和D/A轉換，無論在經濟上還是技術上都極不合理，而且無法解決數據業(yè)務的接入問題，因為數據要求透明傳輸，不能轉換。遠端模塊在技術上和經濟上都比較合理，然而，交換機與遠端模塊之間的數字接口沒有統(tǒng)一規(guī)范，不同廠家的設備不能互通，給網絡的規(guī)劃和建設造成一定困難。交換機局間中繼的數字接口則由于不能支持用戶線信令而不能用于接入網。
V5.1和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基礎上，除了幀同步時隙外，使用一個或多個時隙作為通信控
制信道來傳送信令，其它時隙作為承載信道，可以傳送64Kbit/s數字話音信號或ISDN的B通道信號。V5·1支持1個2Mbit/s鏈路，1個位于TS16時隙的通信控制信道，其余各時隙固定分配給各承載信道。V5·2支持1～16個2Mbit/s鏈路,1個或多個通信控制信道,承載信道時隙動態(tài)分配,且具有集線功能。
V5鏈路接入協(xié)議定義了V5的所有功能，內容包括：電話網用戶信令信號的雙向傳遞、用戶端口的狀態(tài)和控制信息的雙向傳遞、ISDN的D通道信息的雙向傳遞、V5.2承載信道的動態(tài)分配和集線控制、V5.2的多個控制信道的倒換功能和承載信道連接功能、V5.2的多個2Mbit/s鏈路的管理功能等。
V5接口支持的接入類型包括：模擬電話、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口（僅V5·2）及半永久連接租用線路。
V5接口的問世推動了接入網的技術和產業(yè)的發(fā)展。
（1）由于V5規(guī)范了數字化的用戶接口，從而使接入網的引入變得既經濟又有效，使得用戶環(huán)路中音頻轉換接技術SLC作為一種應用技術將被取代。
（2）由于V5支持多種業(yè)務以及它們的綜合接入，使得從此在接入網上能夠實現(xiàn)模擬和數字多種業(yè)務的綜合接入。
（3）由于V5接口將交換機的數字接口標準化，故為開放式接口，打破了交換機遠端模塊的專有性，交換機與接入網設備可由不同廠家提供。大批的廠家加入到接入網行業(yè)中競爭，大量的生產降低了設備的成本。各本地網所處地理位置不同，經濟發(fā)展水平不齊，對接入網的業(yè)務需求差異較大，廣大農村地區(qū)拉入網的發(fā)展相對滯后，但隨著交換機數字化，ISDN的引入，多種接入網組網方式的應用，遲早要在農村地區(qū)實現(xiàn)。
五、接入網的組網技術選用
1、有線接入技術
當前比較實用的有線接入方案中，除了傳統(tǒng)的銅線接入方式外，有以下四種接入技術：
（1）光纖接入（FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等）。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纖敷設到那里來區(qū)分的，即以接入網主干系統(tǒng)與配線系統(tǒng)的交界點—光網絡單元（ONU）的位置進行劃分的。FTTB是指光纖敷設到辦公大樓，F(xiàn)TTC是指光纖敷設到路邊，F(xiàn)TTZ是指光纖敷設到用戶小區(qū)，F(xiàn)TTH是光纖直接到每個家庭。從技術的角度看，F(xiàn)TTB、FTTC、TFFZ基本相近，沒有實質性區(qū)別。
從運營角度看，當前業(yè)務量最大，用戶需求最迫切的是FTTB。FTTB的特點是全數字化接入與傳輸，主干系統(tǒng)的傳輸媒介是光纖，各種業(yè)務以時分復用方式接入，傳輸速率為155Mb/s或140Mb/s；配線系統(tǒng)使用星型結構的銅絞線作為傳輸媒介，根據終端設備的種類，配線系統(tǒng)可以使用二線連接或四線連接結構；FTTB與交換局之間應使用V5接口。可實現(xiàn)多種業(yè)務的綜合服務（包括寬帶業(yè)務），容易向環(huán)型光纖網過渡。
目前發(fā)達地區(qū)農村接入網已廣泛采用了架空光纜，今后在地形條件適宜的農村地區(qū)，光纜到鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村是發(fā)展的方向，地、縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間地理環(huán)境允許的情況下應敷設光纜，接入技術仍可優(yōu)選遠端模塊。模塊服務半徑7～10公里。光纜應備有傳送CATV信號的單獨光纖為實現(xiàn)共纜分纖綜合傳輸電話和CATV提供基礎裝備。雖然目前農村普及率水平很低，但近幾年農村電話發(fā)展速度持續(xù)高漲，農村通信水平將有大幅度增長，因此建設農村的光纜接入網應有長遠規(guī)劃來指導建設。
（2）光纖同軸混合接入（HFC）。它的基本特征是以模擬傳輸方式，綜合接入多種業(yè)務信息。HFC的主干系統(tǒng)使用光纖，采取頻分復用方式傳輸多種信息；配線部分使用樹狀拓撲結構的同軸電纜系統(tǒng)，傳輸和分配用戶信息。在HFC網上傳輸數字語音和數字圖像信息時，必須經過寬帶調制器（64QAM）將數字信號調制到模擬信道中傳輸。
HFC可用于解決CATV、電話、數據等業(yè)務的綜合接入問題。
（3）高速數字用戶環(huán)路（HDSL）。為了充分發(fā)揮現(xiàn)有市話電纜的作用，解決用戶線不足和高速業(yè)務的需求的矛盾，國外研制開發(fā)了高速數字用戶環(huán)路HDSL技術。使用兩對用戶線傳輸2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充當用戶接入網的主干傳輸系統(tǒng)。
HDSL的優(yōu)點是充分利用現(xiàn)有銅纜實現(xiàn)擴容，也可以解決少量用戶傳輸384Kbps和2Mbps寬帶信號的需求；安裝HDSL設備時基本不改變原有設備，施工方便迅速；當更大容量用戶環(huán)路建成后，HDSL設備可以轉到異地使用。對于原來已鋪設有銅纜到鄉(xiāng)、鎮(zhèn)及村的農村地區(qū)，HDSL方式對迅速擴容和開放數據業(yè)務也是一種可行的方案。
2、多種固定無線接入技術
在有線通信不斷發(fā)展的同時，無線通信技術以其靈活方便、建設速度快、維護費用低、受環(huán)境限制少、適合于遠距離分散用戶等功能特點，成為接入網建設中必不可少的手段之一。其中，固定無線接入是解決我國目前機線矛盾等問題的主要方式。地、縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間地理環(huán)境不允許敷設光纜，接入技術應優(yōu)選多終端固定無線接入。服務半徑10～30公里。
在城、鄉(xiāng)用戶線緊張的地區(qū)，用戶的擴容也可采用無線技術接入手段，日本已大量采用無線接入手段、PHS-WLL。
無線接入大體上可分為：
（1）現(xiàn)有移動技術的固定應用，如蜂窩技術和無繩技術；
（2）專為固定無線接入設計的技術；
（3）微波技術（一點多址技術）。
從技術的角度上講，在城市和農村地區(qū)均適用。上海市區(qū)已應用一點多址無線接入系統(tǒng)開通電話、傳真、數據等業(yè)務，農村地區(qū)也有較多應用。
采用移動技術或專用固定無線接入技術的系統(tǒng)從應用的角度來說有兩種系統(tǒng)結構：與移動混合組網；單獨組網。
（1）基于蜂窩移動通信網的網絡結構，即固定無線終端接入到移動交換機MSC。此方式可使運營者以同一系統(tǒng)結構服務于移動和固定的不同用戶群；
（2）典型的固定無線接入系統(tǒng)結構，即直接接入到PSTN/ISDN，而不接入到移動交換機。
這種結構是由PSTN/ISDN本地交換機來進行呼叫處理、計費和編號識別等。
當固定無線接入系統(tǒng)與PSTN或ISDN連接時，固定無線接入系統(tǒng)應能透明地支持；
（1）PSTN的電話業(yè)務、電話新服務項目及非話業(yè)務。
（2）ISDN的用戶綜合（電信）業(yè)務、承載業(yè)務以及補充業(yè)務。
（3）微波一點多址技術是提供中低容量大范圍覆蓋（幾十公里到幾百公里）的用戶環(huán)路技術。它的技術特點決定了它適合在水網地區(qū)和山區(qū)，每到夏季汛期，通信緊張的矛盾極為突出，但受地理條件限制無法采用有線技術的農村使用，從目前的商用情況看，它的確是解決農村通信的一種主要手段。
農村的接入網在具體建設中應根據各地的經濟條件、業(yè)務需求、地形條件、用戶密度等因素統(tǒng)籌考慮、合
理規(guī)劃，以建設經濟實用，可滿足目前電話和低速數據業(yè)務，同時又要兼顧到今后更多業(yè)務種類的需求。應防止出現(xiàn)農村通信建設中的短視行為。
（4）采用定點衛(wèi)星通信接入手段，將全國各地區(qū)分布的邊遠分散用戶，采用有線方式和地面無線接入方式 ，均不能比較經濟、方便地接入各本地網內的農村用戶，集中統(tǒng)一組織衛(wèi)星通信網。長遠地解決各本地網中部分裝機難的用戶。由國家統(tǒng)一組織衛(wèi)星通信網，解決分散在全國的山區(qū)、沙漠、森林、海島等地區(qū)電話用戶的入網問題要比各個省、各自為政分別用衛(wèi)星手段來解決這些地區(qū)通信問題要來的更經濟、組網更合理。建議有關部門盡快研究衛(wèi)星解決邊、遠、難用戶入網通信的切實可行的技術方案來，以適應農村通信發(fā)展的需要。實現(xiàn)郵電發(fā)展2000年村村通電話的發(fā)展目標。
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